故宫长春宫木构件材质劣化研究

为了探讨故宫长春宫承重木构件的老化及其机理,从长春宫主殿明间(C1)及主殿外南侧立柱(C2)外观开裂、变色严重部位分别取样,在木构件材种鉴定的基础上,分析了木构件的化学组分;并通过X射线衍射分析(XRD)、热重分析(DTG)以及红外光谱分析(IR),测定了木构件的相对结晶度以及组分中化学基团的变化。研究结果表明,受试木构件中的纤维素、木质素以及半纤维素含量均不同程度下降;由于长期暴露在自然环境中,C2木构件降解程度比较严重,其纤维素含量下降较C1木构件更快;DTG分析结果表明,在纤维素快速下降的同时,C2木构件半纤维素含量也发生了明显的降解,进而导致C2中的相对结晶度远远低于C1木构件;红外光谱对木构件化学基团变化分析结果表明,与同种现代材相比,C1、C2木构件在波数分别为1 732,1 635,1 510和1 460 cm~(-1)处吸收峰减弱和消失,这表明受试木构件化学组分的降解非常明显,尤以C2木构件木材化学组分降解更加严重。另外,C2木构件在波数1 510 cm~(-1)处的吸收峰完全消失,而该处应为芳香族的木质素苯环骨架振动特征吸收峰。这一现象表明光降解是C2木构件老化的主要原因之一。